Question

9．一正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈通過滑環(huán)與外電阻R連接成如圖所示電路，電流表與電壓表均為理想交流電表，其中線圈匝數(shù)為N=200匝，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.10m，線圈總電阻為r=1.0Ω，外電組R=9.0Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.50T，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω=100rad/s．求：
（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值
（2）電流表及電壓表的讀數(shù)各為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，即可求解；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律與U=IR，即可求解．

解答 解：（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E_m=NBSω
代入數(shù)據(jù)可得：E_m=200×0.50×0.1×0.1×100=100V；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律，則有$I=\frac{\frac{\sqrt{2}}{2}{E}_{m}}{R+r}$
代入數(shù)據(jù)得：I=5$\sqrt{2}$A
又U=IR
代入數(shù)據(jù)可得：U=45$\sqrt{2}$V
答：（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值100V；
（2）安培表及電壓表的讀數(shù)各為5$\sqrt{2}$A、45$\sqrt{2}$V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律與部分電路歐姆定律的應(yīng)用，注意兩者的區(qū)別．